전기차 시장의 성장과 함께 배터리 수요가 급증하며 사용후 배터리 처리가 중요한 화두로 떠오른다. 폐배터리를 그대로 폐기할 경우 환경오염의 우려가 따르지만 재활용 및 재사용 등을 거친다면 가치 있는 자원으로 활용될 수 있어서다. 배터리 재활용은 채굴과정에서 발생하는 온실가스 감축과 자원고갈 방지 등 순환경제 실현을 위한 주요한 수단으로 주목받고 있다. 사용후 배터리의 친환경 재활용 산업 분야 연구개발에 집중하며 이차전지 양극/음극 소재제조, 재제조, 재사용, 재활용 등 배터리 전주기를 아우르는 비즈니스 모델을 구축한 ㈜에이비알은 실현 가능한 배터리 재활용 방안을 제시한다.
순환경제의 중심에 선 사용후 배터리, 친환경적인 재활용 방법 제시하는 ㈜에이비알
전기차에 사용된 후 배출·수거된 배터리는 70~80% 수준의 수명이 여전히 남아있다. 잔존 수명이나 배터리 건강 상태(SoH, State of Health)에 따라 재사용을 위한 일련의 과정을 거친다면 다양한 용도로 활용 가능한 자원이 된다. 배터리 순환경제에 대한 필요성이 커지며 사용후 배터리를 재사용·재활용하려는 글로벌 기업들이 늘어나는 추세다. 사용후 배터리의 재사용·재활용이 환경오염 예방과 안전사고 위험 저감에 기여하는 것은 물론 리튬·니켈 등 배터리 핵심 원료를 추출해 재활용함으로써 배터리 핵심 원료의 대외 의존도와 지역적 리스크를 줄이고, 경제적 효과를 거둘 수 있어서다. 특히 빠르게 증가하는 전기차·배터리 수요 대비 리튬·니켈 등 핵심 원료 공급 부족 현상은 폐배터리 리사이클링의 중요성을 극대화시킨다. SNE리서치는 글로벌 폐배터리 리사이클링 시장 규모가 2030년 60조 원, 2040년 200조 원 규모에 달할 것이라 추산했다. 유럽연합은 ‘EU 배터리법’을 통해 폐배터리 리사이클의 의무화를 명시했다. 이에 따라 EU시장에 출시되는 모든 배터리는 2025년부터 탄소발자국을 공개해야 한다.
현재까지 배터리 재활용을 위한 기술은 전처리와 건식과 습식 공정으로 나뉘는 후처리 위주로 나뉘어 발달해왔다. 그러나 두 방식 모두 이산화탄소 배출, 환경 유해물질 배출, 대규모 용수의 필요 등 환경적 이슈로부터 자유롭지 않았다. 직접재활용 기술은 이러한 문제 해결을 위한 유일한 대안으로 이목을 집중시킨다. 2021년 창업한 ㈜에이비알은 전 세계 어디서든 재활용을 할 수 있는 직접재활용 기술 개발에 나서며 ‘배터리 재활용의 환경적 문제 해결’이라는 미션을 향해 나아가고 있다.
직접재활용 기술은 기존의 재활용 공정 대비 이산화탄소 배출 비율을 60% 이상 절감할 수 있으며, 황산을 사용하지 않는 친환경 공정이기에 환경규제가 강한 유럽, 미국 등에서도 상용화 가능한 기술이라 알려졌다. 2019년부터 미국에서 기술발전을 주도해왔으나 전 세계를 통틀어 아직까지는 양산 단계에 접어든 사례는 찾기 힘들다. 현재 2~3개의 스타트업만이 이에 도전 중이라 알려졌다. 2001년부터 배터리 관련 분야 연구원으로 종사해온 김유탁 대표는 20여 년간의 경험을 토대로 직접재활용 기술의 양산화에 도전하고 있다. 현재의 직접재활용 기술은 공정스크랩만을 대상으로 하고 있지만, 중장기적으로 그 범위가 확대된다면 환경 문제에 대한 해답이 될 수 있다는 설명이다. 김 대표는 2012년 국내 ESS 보급 사업 기획에 기여하였으며, ESS 표준 마련에 기여하는 등 배터리사업 활성화를 위한 저변 확대에 공헌해왔다. 2016년 환경부와 제주테크노파크에서 주관한 배터리 재활용 관련 연구 용역에 참여하며 배터리 재활용 분야에 발을 디뎠다. 현재는 동신대학교 겸임교수로 재직 중이다. 김 대표는 24년간 배터리 분야만을 연구해왔다며, 직접재활용 분야 최고 전문가를 향해 도전해나갈 것이라 전했다.
전 세계 어디에서나 구현 가능한 직접 재활용 기술 개발 및 세계 최초 상용화 도전
창업 초기 ㈜에이비알은 배터리 재활용 공정부산물인 황산니켈, 황산코발트를 통해 전구체를 만들어 비용 절감과 환경문제 해결이라는 해결책을 제시했다. 이후 재활용 공정에서 전처리를 배제하는 방식으로 구현 가능한 직접재활용 기술을 개발했으며, 올해는 3년간의 시행착오와 연구개발을 거쳐 상용화 기업으로 전환하는 원년이 될 것이라 기대된다.
“처음에는 시행착오를 겪기도 했습니다. 무엇보다 직접재활용 방식으로 환경 규제를 극복함으로써 전 세계 어디에서든 구현할 수 있는 기술을 완성하는데 집중했죠.”
최근 자체 투자를 통해 파일럿 플랜트(Pilot Plant) 구축을 위한 준비를 마친 에이비알은 오는 6월 연간 10MWh 수준의 직접재활용 공정을 구축하여 전 세계 최초의 직접재활용 기술 상용화에 도전한다. 이후 2025년 100MWh, 2026년 500MWh 규모로 확대한다는 계획이다. 김유탁 대표는 양산에 성공한다면 직접재활용에 관한 표준 및 인증 체계 구축에도 기여할 수 있을 것이라 내다봤다.
“배터리를 대규모로 양산하는 기업의 입장에서는 보다 안정적이고 신뢰할 수 있는 재활용 기업을 원할 것입니다. 아직까지는 걸음마 단계이다 보니 이러한 요구를 다 만족시키지는 못하고 있죠. 기술 고도화와 생산능력 확장을 통해 시장이 요구하는 수준까지 빠르게 성장하고자 합니다.”
친환경 배터리 재활용 기술력도 눈에 띈다. 공정폐기물로부터 양극활물질, 음극활물질을 추출하는 기술로 특허를 출원했으며, 이는 신품 대비 50% 이상 저렴한 가격으로 공급이 가능함을 의미한다. 즉 배터리 제조기업의 공정수율 향상과 원가 절감에도 기여하는 셈이다. 김 대표는 에이비알의 기술력을 토대로 시너지를 낼 수 있는 분야에 대한 선택과 집중을 통해 유의미한 성장 기반을 다져갈 것이라 전했다. 현재 글로벌 배터리업체와의 협업을 논의 중이다.
“그간 배터리 산업을 두고 성장과 환경이라는 사뭇 상충되는 시각이 공존해왔습니다. 배터리를 둘러싼 다양한 환경적 이슈와 규제가 생겨나고 있는 만큼 이제는 배터리의 성능이나 안전을 넘어 환경적 부문에 집중해야 할 때라 생각됩니다. 친환경 배터리 사용에 관한 선제적 대응으로 경쟁 우위를 차지한다면 앞으로 열릴 배터리 시장에서도 주도권을 거머쥘 수 있을 것입니다.”
새로운 기회 마주한 배터리 산업, 선제적 대응으로 산업의 주도권 잡아야
현재 배터리 산업은 미래 배터리 수요에 대응하기 위한 적극적인 투자를 이어가고 있다. 이러한 투자의 페이백을 앞당기기 위해 필요한 기술이 바로 공정의 수율을 높일 수 있는 공정스크랩 재활용이다. 공정스크랩은 고부가가치 소재인 양극재와 음극재를 추출함으로써 배터리 제조의 공정 효율을 향상시키고, 원가 절감에 기여한다는 점에서 배터리 재활용의 시작이라 불린다. 이는 공정스크랩이 배터리 산업의 급격한 성장을 위한 발판이 될 것이라는 기대가 실리는 이유다. 공정스크랩을 대상으로 하는 직접재활용 기술을 고도화해온 ㈜에이비알 또한 향후 적용 범위를 확대해간다는 구상이다.
김유탁 대표는 직접재활용 기술이 이제 시작단계에 들어선 만큼 기존 시장의 진입장벽을 극복하기 위해서는 정부의 지원과 기업의 노력이 필요함을 강조했다. 이와 관련해 정부는 최근 순환경제를 위해 폐배터리에 대한 범부처 차원의 법률 제정을 검토 중이라 알려졌다. 김 대표는 완벽하지는 않을지라도 정부의 노력은 관련 산업의 도약에 있어 중요한 역할을 수행할 것이라 내다봤다. 대한민국은 배터리 산업의 글로벌 리더로 현재의 기회를 잘 살린다면, 글로벌 배터리 산업의 공통문제인 제조공정의 수율 문제를 해결하고 배터리 시장에서의 주도권을 거머쥘 수 있으리라는 전망이다. 김 대표는 글로벌 기준에 걸맞은 창의적 도전을 이어가는 동시에 환경을 고려하는 기업으로서 글로벌 기업들과 협업하며 우리나라의 배터리 재활용 기술이 전 세계 어디에서나 환영받을 수 있도록 동반 성장을 이어가겠다는 포부를 전했다. 인류와 환경을 고려하고, 미래 세대와 공존할 수 있는 기술 개발과 공유에 힘쓰겠다는 다짐이다.
배터리 산업의 공급사슬에 변화가 일어나는 점 또한 새로운 기회라 강조했다. 배터리 제조기업 중심의 시장에 등장한 전극 파운드리 기업들이 니치마켓을 열어가고 있다는 설명이다. 파운드리 기업에 에이비알의 직접재활용 기술이 접목된다면 원가절감 등 경쟁력 강화에 기여할 수 있을 것이라 내다보는 그다. 김 대표는 공정스크랩을 중심으로 유럽, 동남아 기업과의 협업을 확장해갈 것이라 설명했다.
“창의적이고 차별화된 기업 및 대학과의 협업을 통해 직접재활용 기술의 상용화에 다가설 수 있었습니다. 특히 국내 전극 파운드리 기업의 시장확대와 도약이 저희에게는 큰 기회가 되었죠. 국내 파운드리 기업과 동반성장할 수 있는 기업으로 자리매김하겠습니다.”
끊임없는 R&D를 기반으로 글로벌 직접재활용 기술을 선점하며 산업을 선도할 것
㈜에이비알은 글로벌 직접재활용 기술을 선도하는 기업으로 성장해 나갈 것이다. 전 세계 모든 국가에 에이비알만의 기술력에 뿌리를 둔 친환경 재활용기술이 확대되는 것이 에이비알의 목표다. 김유탁 대표는 배터리 업계가 직면한 기회이자 위기가 바로 친환경이라며, 배터리 산업의 친환경 직접재활용 기술구현을 위한 다양한 도전을 이어갈 것이라 전했다. 적극적인 기술개발과 해외협력 확대에 나서며 글로벌 기업으로 도약하겠다는 다짐이다.
“배터리의 활용이 늘어날수록 전 세계 모든 국가가 배터리를 생산·소비·재활용·처리하게 될 것입니다. 배터리 수명의 전 주기가 개별 국가에서 이루어지는 셈이죠. 이는 에이비알이 일부 지역에 국한된 기술이 아닌 전 세계에서 통용되는 기술을 개발하는 이유입니다.”
글로벌 기업을 향해 나아가는 에이비알의 가장 중요한 원동력은 ‘신뢰’다. 연구원 중심의 기술기업인 에이비알은 지난 2~3년간 직접재활용 관련 기술력을 높이는데 집중해왔다. 인력 수급 문제에 대응하기 위해 학교 및 연구소 등과 협업체계를 구축하며 기술적 난제를 돌파하고 있다. 김 대표는 주요 파트너와의 분업과 협업을 통해 기술개발의 속도를 높여가고자 한다고 설명했다. 협업 중인 기관의 인재를 채용하는 등 지역 고용 창출 효과도 기대된다. 직원과의 소통에도 힘쓴다. 직원들의 이야기에 귀 기울이는 한편 기술개발 및 환경에 대한 제언을 아끼지 않고 있다는 그다. 김 대표는 개인의 삶과 일이 공존할 수 있는 회사를 만들기 위해 금년 하반기부터는 격주 4일 근무제도를 도입할 예정이라며, 모두가 행복하고 즐거운 회사를 만들어가겠다고 약속했다.
“세계 최고의 직접재활용 기업으로 전 세계 모든 나라에서 배터리를 만들고, 그 옆에서 공정스크랩을 재활용하는 기업으로서의 역할을 다하고자 합니다. 아직은 시작단계이지만, 직접 재활용에서 만큼은 글로벌 선도기술을 확보하는 것을 목표로 지속적인 발전과 도약을 이어가겠습니다.”
